数字视频监控技术无论是在军事领域还是在民用领域,都有着重要的作用和广泛的应用市场及前景。迫切的军用和民用需求,推动着视频监控技术持续而迅猛的发展。为了提高监控视频的图像质量,使设备小型化,以便能满足各种条件下的适用场合,目前基于FPGA的数字视频侦察监控系统已成为一种主流的解决方案。 本文设计了一种可以在战场上使用的数字视频侦察监控系统。该系统配备了12路摄像头,当侦察车或者装甲车在向前进的时候,可以做到对周围的环境全方位的侦察监控,从而对判断战场的情况起到了巨大的作用。 本文首先介绍了数字视频监控技术的发展与现状,视频数据的产生以及接收特性和FPGA技术的基本概念,在此基础上研究了视频信号的组成方式、VGA、DVI显示接口以及显示器的工作原理,分析了采用FPGA实现整个系统的可能性。接着,在充分考虑了要求达到的标准以后,选用了视频解码芯片SAA7111A、视频编码芯片ADV7125、DVI发送芯片TFP410、CY7C1061AV33型SRAM以及EP2C35FBGA672型FPGA芯片应用于硬件电路设计。然后设计出电路原理图以及PCB版图。最后,根据系统工作要求,本文设计了FPGA系统中的片内逻辑模块,包括视频采集缓冲异步FIFO(先进先出)模块、I2C总线配置模块、视频帧存控制模块、VGA视频显示模块、DVI视频显示模块等。在此基础上完成了系统软硬件调试,最终成功的实现了12路摄像头的切换显示和对周围环境的全方位监控,达到了预定的设计目标。
上传时间: 2013-07-30
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近红外光谱法是血液成分无创检测方法中的热点,也是取得成果最多的方法之一。但是,个体差异和测量条件是影响近红外光谱血液成分无创检测的一个较突出的问题。而动态光谱法就是针对这个问题而提出的一种全新的近红外无创血液成分浓度检测方法。它从原理上消除了个体差异和测量条件等对光谱检测的影响,为基于近红外光谱法的血液成分无创检测方法进入临床应用去除了一个较为关键的障碍。因此,本文根据动态光谱检测原理设计了基于FPGA的动态光谱数据采集系统。 在分析了动态光谱数据采集系统的性能要求后,采用DALSA的高性能线阵CCD IL-C6-2048C作为光电转换器件;根据CCD输出数据的高速度和信号微弱及含有噪声等特点,选用了高速、高精度、并带有相关双采样芯片的图像处理芯片AD9826作为模数转换器件;以FPGA及其内嵌的NIOSⅡ处理器作为核心控制器,并用LabVIEW对采集得到的数据进行显示。 在FPGA中,利用Verilog HDL语言编写了CCD和AD9826的控制时序;利用两块双口RAM组成乒乓操作单元,实现高速数据的缓存,避免利用NiosⅡ处理器直接读取时的频繁中断。将NIOSⅡ处理器系统嵌入到FPGA中,实现整个系统的管理。NiOSⅡ处理器利用中断方式读取缓存单元中的数据、经对数变换后传递给计算机。其中缓存数据的读取及对数变换均采用自定义组件的方式将硬件单元添加到NIOSⅡ系统中,编程时直接调用。NIOSⅡ系统通过串口将处理后的数据传递给LabVIEW, LabVIEW对数据简单处理后显示,以实时观察采样数据是否正确。 最后对系统进行了实验测试,实验结果表明,系统能够很好的采集并显示数据,能够初步完成光信号的检测。
上传时间: 2013-04-24
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视频监控系统是一个集计算机的交互性、多媒体信息的综合性、通信的分布性和监控的实时性等技术于一体的综合系统。随着网络带宽,计算机处理能力和存储容量的快速提高,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控进入了全数字化的网络时代。视频监控系统的核心功能主要包括两大部分,一是视频图像采集和压缩处理,一是图像数据的传输。系统的主要硬件模块分为监控终端和监控控制终端两个部分。 本文设计并实现了一种基于ARM和嵌入式Linux的视频监控系统,该系统主要实现了视频图像的采集压缩和图像数据流基于RTP协议的传输。本系统的核心硬件平台采用韩国SamSung公司的S3C2410微处理器,ARM端作为视频监控终端,PC机作为监控控制终端。ARM端主要承载了图像采集、编码和对图像数据进行RTP打包并传输的功能,PC端主要承载的功能是图像数据的接收、显示和对监控终端的控制、访问。 在视频图像采集和压缩处理部分,利用Video for Linux提供的接口函数,实现了利用摄像头采集图像的过程,并设计实现了V4L视频采集及压缩模块,设计了系统JEPG图像采集和压缩模块和MPEG-4图像采集和压缩模块的具体编程流程和实现过程,并实现了基于这两种编码方式的视频压缩。用Visual C++实现了用户控制终端,可对应JPEG和MPEG-4两种编码方式进行解码并显示。 在图像数据的传输部分,系统采用了RTP协议作为视频数据流传输协议,并实现了视频数据在局域网内的实时性传输。移植了现在比较常用的JRTPLIB源码库,为RTP的实现提供了可调用的库函数,按照MPEG-4数据流的RTP封装格式和流程,设计实现了RTP编程。 最后对系统的功能和性能进行了测试。测试结果显示MPEG-4在保证与JPEG相当的图像质量时,大大减少了传输的数据量。同时,使用RTP协议进行传输,保证了系统的实时性,也保证了图像的传输质量。
上传时间: 2013-07-12
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本文在充分了解并分析温室监控技术及其配套设施发展现状的基础上,结合目前对温室作物长势诊断技术研究的需求,试图将嵌入式远程视频采集技术应用到温室监测中,综合利用现代电子技术、视频监测技术、网络技术,获取温室作物的生长状况、肥水需求情况以及病虫草害动态等信息的反应载体作物的生长图像,为作物生产管理者或管理决策者提供及时准确的图像数据信息,便于采取各种管理措施。本文的主要研究内容如下: 远程视频监测硬件系统的设计和测试。本系统的主控制器选用以Samsung公司的基于ARM920T内核的微控制器S3C2410A为主控芯片的核心板,它已经完成了最小系统的设计,并扩展了存储器,引出了相应的接口;视频获取设备选用基于中星微zc301p处理器的北大青鸟MPC-30B USB接口摄像头;在最小系统上扩展了USB通信接口、SD卡存储器接口、网络通信接口、液晶显示屏接口、以及JTAG仿真调试接口等;最后完成整个系统的焊接和测试。 嵌入式Windows CE.net操作系统的移植。针对本系统的特点对Windows CE.net操作系统进行裁剪,在Microsoft Platform Builder5.0集成开发环境下,定制一个适合本系统需要的操作系统;针对本硬件系统的特殊性编写相应的系统启动引导程序Bootloader;最后实现WindowsCE.net操作系统的移植和调试。 远程视频监测软件系统的设计和调试。首先给系统的各个外设和接口设计驱动程序,以保证它们能够正常工作,主要是视频采集摄像头驱动程序的设计和调试;在Embedded VisualC++开发环境下,设计视频采集、编码压缩、存储、本地显示和网络传输程序,并完成整个软件系统的调试。在Visual C++6.0开发环境下设计远程监测中心PC机的应用程序,通过网络接收远程传来的图像信息,并加以处理,实现图像信息的网络远程接收、显示、存储等处理工作。 整个软硬件系统联合调试运行结果表明,系统应用于温室作物长势视频图像远程监测是可行的,具有小巧便携、成本低廉、能耗较低等特点;系统采集到的图像信息基本上能够满足温室作物长势诊断研究的要求,具有一定的实用价值。
上传时间: 2013-05-31
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随着人们安防意识的增强,视频监控系统应用越来广泛,许多公共场所,如学校、工厂、政府、银行都设有视频监控系统。网络技术、图像处理技术及嵌入式技术的快速发展,使得视频监控系统技术有了很大的进步,功能也越来越丰富,单纯的视频画面的监控已经不能满足人们的要求。兼容丰富的通信协议、强大的系统控制管理功能和智能化的监测能力的视频监控系统就成了当今视频监控系统的研究开发的热点。 现在流行的视频监控的构架大致分为两类,一种基于数字信号处理器,一种基于通用微处理器。数字信号处理器擅长复杂的计算、音视频处理,而通用微处理器适用于系统控制、管理。两种方案可以满足简单的视频监控的要求,各自功能也相对单一。如果把两种方案结合在一起,必定可以达到易于扩展多种功能的满意的效果。 本文分析了现有的数字视频监控系统的几种方案,为了满足视频监控系统功能越来越丰富全面的要求,设计了一款基于ARM和DSP的双处理器的视频监控平台,该平台易于进行功能的扩展和升级。系统采用三星公司的S3C2410 ARM9处理器和TI公司的TMS320DM642数字信号处理器,ARM负责视频的传输和外围控制,DSP负责视频的采集和压缩。本文主要着眼于平台的软件方面。硬件电路方面,主要介绍了视频采集电路和ARM与DSP的通信电路。软件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系统平台,开发了主机口(HPI)驱动程序,以及基于实时传输协议RTP的服务器端和客户端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS实时操作系统和RF5参考框架,开发了多任务的上层应用程序。移植并优化了MPEG-4编码器,依据DSP/BIOS的类/微驱动开发模型,开发了SAA7111视频编码器的驱动程序。 经过实验测试,ARM端搭建的嵌入式Linux软件平台运行良好。DSP端视频采集效率基本达到了25帧/秒的采集要求,经过优化的MPEG-4编码器对CIF格式的图像的压缩编码率为13帧/秒,视频服务器可满足视频传输的实时性需要。该设计的基于ARM和DSP双处理器架构视频监控平台在视频监控领域将会有很好的应用前景。关键词:视频监控;嵌入式系统;Linux;驱动程序;视频压缩
上传时间: 2013-04-24
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随着多媒体技术和网络技术的发展,嵌入式图像采集系统的研究与实现越来越受到人们的重视。传统的图像采集系统一般采用基于PC机平台和视频采集卡的形式,该方案系统体积大、成本高,在远距离、多点系统中实现困难。在这种背景下,设计一种轻便小巧的采集系统来采集、存储并显示所需的图像成为市场所需。 本论文研究设计了一种基于嵌入式的图像采集与传输系统,具有体积小、成本低、稳定性高等优点。该系统硬件平台采用基于ARM920T核的S3C2410X处理器,软件采用嵌入式Linux操作系统,利用USB摄像头采集图像并在目标板的LCD上进行显示,通过网络还可将采集到的图像传输到PC机上显示。该方案大大降低了系统的复杂性,同时提高了系统的稳定性和图像质量,可以扩展应用在远程监控系统等诸多领域,具有广阔的市场和应用前景。 本论文首先介绍了课题研究的时代背景、实践意义和研究现状,并对嵌入式系统开发的基础理论知识作了介绍,在此基础上给出了嵌入式图像采集与传输系统的总体结构设计;接着详细分析了嵌入式Linux操作系统的开发技术,包括嵌入式开发环境的建立、Bootloader移植、Linux内核移植和根文件系统的制作,并介绍了嵌入式Linux下的设备驱动程序,实现了USB摄像头驱动的移植,完成了利用摄像头采集图像的功能;然后完成了MiniGUI图形用户界面的移植和图像在LCD上的显示;最后实现了基于socket的网络通信,完成了视频采集和传输系统的整体功能,并给出了最终的实验结果。 论文的最后是对全文的一个总结,对系统设计所完成的工作进行了概括,指出所存在的不足,对后续的研究工作做了进一步的展望,并给出了改进方法。
上传时间: 2013-04-24
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数字视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统,它充分利用大规模集成电路和网络的科技成果,体积小巧、性能稳定、通讯便利,被广泛应用于交通、银行、医院、视频会议、无人监控等诸多领域。 本系统基于ARM微处理器平台,移植嵌入式Linux操作系统,并完成视频采集、压缩、传输等任务。为降低产品成本,系统采用ARM9微处理器S3C2410作为主处理器,以USB摄像头作为视频采集设备,用软件对视频数据进行MPEG—4压缩。 论文首先从整体上分析了嵌入式数字视频监控系统的总体设计方案,给出了硬件框架和软件体系。其次在ARM硬件平台成功构建了armlinux嵌入式系统,包括引导程序Bootloader的设计、修改配置Linux内核以及制作JFFS2文件系统,完成USB数码摄像头的驱动。在应用程序开发过程中,设计了基于Video4Linux的视频采集程序,采用mmap(内存映射)方式截取图片,分析了MPEG—4编码模型XVID程序中的运动估计部分,研究了半像素快速搜索算法,从而减少了搜索点数提高了运算速度。最后利用开源JRTPLIB库实现视频数据流的RTP传送。 整个设计是在S3C2410硬件平台上进行的,采用2.4.18版本的Linux内核。其中MPEG—4编码优化测试是在ARMDeveloperSuite(ADS)version1.2中完成的。 本课题为在ARM平台实现数字视频监控的设计做了有益的探索性尝试,对今后进一步完成远程嵌入式视频监控系统的设计有着积极的意义。
上传时间: 2013-06-10
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视频监控以其直观方便、准确、信息内容丰富而广泛应用于许多场合,已经渗透到交通、城市治安、国防等多种领域,甚至家庭安防,在人们的日常生活中扮演着越来越重要的作用。 由于传统的视频监控系统存在着结构复杂、稳定性可靠性不高、价格昂贵而且传输距离明显受限的缺点。近年来,随着计算机、网络、电子与通信、图像处理等技术的飞速发展,嵌入式网络视频监控技术应用而生。 本文针对视频监控系统的实际需求,结合嵌入式技术、图像处理技术和网络技术,设计并实现了一种实时性好、可靠性高、成本低的嵌入式网络视频监控系统。该系统以ARM9微处理器作为硬件平台,以具有开发资源丰富、免费等优势的Linux操作系统作为软件开发平台。该系统采用以太网作为网络传输介质,并使用TCP/IP网络协议。视频数据的传输协议选择了支持组播技术的RTP/RTCP传输协议,客户端在Linux下实现了基于SDL库视频显示。 论文首先描述了嵌入式系统与视频监控技术的发展及相关技术,分析了国内外视频监控系统的现状和发展趋势,对视频监控系统研究的背景和意义进行了阐述,并讨论了几种常见的视频监控解决方案,对几种目前流行的视频压缩算法进行了对比;然后,提出了嵌入式视频监控系统的软、硬件总体架构,并逐步对硬件平台和软件模块设计进行了选择和细化。其中,硬件平台根据视频数据采集以及处理需要选择了摄像头和存储器;软件设计中,首先完成了嵌入式系统的交叉开发环境搭建,针对ARM-Linux特性,完成了在开发板上操作系统和文件系统等移植,最后完成了Linux下V4L视频采集、JPEG图像压缩、RTP/RTCP网络传输、SDL库视频显示以及avi格式视频文件保存等。 此外,对系统构建过程中所用到的某些关键技木进行了较为详尽的探讨和研究,这对于从事相关科研工作的同仁们具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式网络视频监控系统是一种以嵌入式技术、视频编码技术和网络传输技术为核心的新型视频监控系统,它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势,同时也代表着目前视频监控系统研究和发展的方向。 本文研究并实现了以微处理器S3C2440和嵌入式Linux操作系统为核心的嵌入式网络视频监控系统。论文首先介绍了嵌入式视频监控技术的发展趋势和研究现状,而后阐述了该系统硬件总体设计方案,讨论了基于嵌入式Linux操作系统的开发平台的构建,详细论述了视频采集、编码、存储、传输等单元的软硬件设计,重点论述了基于AL9V576的视频编码模块和基于TW2835的视频处理模块的设计。 本文研究的主要内容如下: 1、研究视频采集单元的优化方法,设计采用音视频控制器TW2835采集四路模拟视频输入信号并叠加OSD环境信息显示,提高了视频处理的功能和视频质量; 2、研究双核构架,采用混合信号系统级芯片C8051F340控制TW2835、采集环境信息并与S3C2440串口通信,使视频采集单元模块化设计,增加了产品设计的灵活性,减小了主控芯片的负担和软件设计的复杂性,便于产品功能的扩展和二次开发; 3、研究并分析了MPEG-4的硬件实现方式,采用高品质、高性能、低功率视频压缩芯片AL9V576进行MPEG-4编码,大幅提升了压缩效率,另外还设计了SRAM主机接口与主控芯片通信,突破了传统芯片大多采用的PCI接口的限制,方便模块的组合; 4、研究并设计了CF卡存储方案,实现了一种在嵌入式视频服务器上的视频检索和存储方法。
上传时间: 2013-05-16
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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序4部分组成,用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。其广泛应用于控制领域、消费电子产品等行业,已成为现代电子领域的重要研究方向之一。而随着电子技术,多媒体技术及网络技术快速发展,视频监控系统也正在向嵌入式,数字化,网络化方向发展。嵌入式视频监控系统充分利用大规模集成电路和网络的科技成果,实现体积小巧,性能稳定,通讯便利的监控产品。本项的目的正是建立一个完整的基于 ARM9 核心处理器和嵌入式 Linux 操作系统的嵌入式视频监控系统。 本项目是在 ARM 微处理器平台上,移植嵌入式Linux操作系统,并完成视频采集、压缩、传输任务。系统采用 ARM 微处理器 AT91RM9200作为主处理器,以视频采集芯片 ADV7181 作为视频采集设备,用 H.263视频压缩协议对视频数据进行压缩,最后通过中兴通信公司 MG815+CDMA通信模块传输到服务器上。 本论文主要分成五个章节: 第一章:首先介绍ARM和嵌入式Linux操作系统的特点和当前的发展概况,然后说明了本文的课题背景及意义; 第二章:描述了硬件开发平台。本系统采用了 ALTMEL 的AT91RM9200为核心的开发平台,并扩展了以视频采集模块和CDMA无线传输模块; 第三章:描述了本系统的软件开发平台,包括嵌入式Linux开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作,如 U-Boot 的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作等; 第四章:首先论述了本系统中的难点 FIFO 设备的驱动编写,随后在对H.263视频压缩编码叙述的基础上针对块匹配运动估计给出了一种改进的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法,并且通过实验结果证明,经算法改进优化的新菱形算法优于原先的三步搜索法; 第五章:得出了实验结果,完成了视频数据的无线网络传输。
上传时间: 2013-04-24
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